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土的化学加固

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化学植筋操作方法

化学植筋操作方法

化学植筋操作方法
化学植筋（Chemical Grouting）是一种通过注入化学材料来加固土壤或混凝土的技术。

以下是化学植筋的常见操作方法：
1. 确定植筋的位置和数量：通过勘察和设计，确定需要进行化学植筋的位置和数量。

同时也要评估土壤或混凝土的性质和强度需求。

2. 准备化学材料：选择适合的化学材料，如环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸等。

按照厂家提供的说明，准备好所需的材料和配比。

3. 准备注入设备：使用专用注入设备，如注射枪、胶桶、压力泵等。

确保设备的清洁和正常运行。

4. 准备工作面：清理或处理需要进行化学植筋的工作面。

清除杂物、泥土和油迹等。

5. 打孔：根据设计要求，在工作面上打钻孔。

孔的位置和间距应符合设计要求。

孔的直径和深度根据土壤或混凝土的性质和强度需求确定。

6. 注入化学材料：将预先调配好的化学材料注入到钻孔中。

根据孔的深度和直径，控制注入的速度和压力。

确保化学材料均匀地填充到孔中。

7. 植筋固化：根据化学材料的要求和环境条件，等待植筋材料固化。

固化时间可能需要几小时到几天不等。

8. 进行质量检查：待植筋固化后，进行必要的质量检查，如承载力测试、强度测试等。

确保植筋的效果和质量符合设计要求。

9. 后续处理：根据需要，进行后续处理工作，如清理工作面、封堵孔口等。

需要注意的是，化学植筋操作涉及到复杂的化学过程和专业的技术要求，因此在实施化学植筋之前，建议咨询专业的工程师或具备相关资格和经验的施工团队。

第6章化学加固法ppt课件全

第6章化学加固法ppt课件全
（1）检验内容 • 固结体的整体性和均匀性； • 固结体的有效直径； • 固结体的垂直度； （2）检验方法 • 固结体的强度特性； • 开挖检验； ① 固结体的溶蚀和耐久性能。 • 钻孔取芯；
• 标准贯入试验；
工程实例
详见教材P141～142
6.4 水泥土搅拌法
1 加固机理 2 水泥土的物理力学性质 3 设计计算 4 施工方法 5 质量检验 6 工程实例
6.1 概述
目前根据化学加固法中常用的浆液类型，可分为：
• 水泥浆液；
• 以水玻璃（
）为主的浆液；
• 以丙烯酰胺为主的浆液；
• 以纸浆液为主的浆液。
据施工工艺，可将化学加固法划分为下列三类：
• 灌浆法（注浆法）；
• 高压喷射注浆法；
① 水泥土搅拌法。
6.2 灌浆法
1
灌浆材料
2
灌浆理论
3
灌浆设计
4
质量检验
5
工程实例
6.2 灌浆法
其加固目的有以下几个方面： • 增加地基土的不透水性，防止流沙、支护结构渗水、坝基漏 水和隧道开挖时涌水以及改善地下工程的开挖条件； • 提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降； • 整治塌方滑坡，处理路基病害； • 边坡护岸和防止桥墩的冲刷； ① 进行托换技术，对原有建筑地基加固。
（1）加固机理 （2）施工工艺
（3）钉形水泥土双向搅拌桩设计原则
Thank you
例如对一级反应：
如各管等温、等容积、等循环比，则：
3.3.4 循环反应器
为了更形象地表示循环反应器的性能，定义： 循环比 离循 开环 反物 应料 器的 物体 料流积 的量流 体vv23量 积 对定常态下的恒容过程，β和α、β′的关系是：

第六章化学加固法

第六章化学加固法

施工注意事项
• 注浆顺序 按跳孔间隔注浆； 对有地下水流动：从高水头一端开始注浆。
• 钻杆注浆必须进行泥浆封闭；
• 注浆压力：初始小压力，最终压力高，一般情况下每深 1m压力增加20-50KPa； • 灌浆流量7-10L/min;
质量检验
• 统计灌浆量；
• 静力触探测试处理前后土体力学指标的变化；
• 载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋 板之分 按用途可分一般载荷和桩载荷 • 我们主要讲的是浅层平板静力载荷测试
• 优点：对地基土不产生扰动，结果最可 靠、最具有代表性，可直接用于工程设 计。是确定承载力的最主要方法。 • 缺点：价格昂贵、费时
二、测试设备与方法
（一）仪器设备
1. 承压板
要有足够的刚度，面积一 般为1000-5000cm2
6. 当需要卸载观测回弹时，每级卸荷量可为加荷量的2倍，历
时1h，每隔15min观测一次。荷载完全卸除后，继续观测3h。
三、测试数据整理
1.压力——沉降量关系曲线 P-s曲线的特征： I段直线段 II段曲线段
III段直线段
2.地基的承载力可用下述方法确定
（1）以压力为依据
①P—s 曲线上的两个特征点
• 由于基础宽度一般均超过30cm，所以B不宜太小 S (mm)
0
45
B(cm)
一般来说，大的比小的好，最好与实际基础面积相同；但
太大则需大的压力，有时难以达到。 所以承压板的面积应适中 1000cm2A5000cm2。
2. 沉降稳定（时间）标准

每级压力下的沉降稳定标准不同，则所观测的沉降量就
CSM工法和FMI工法
• CSM工法（Cutter Soil Mixing Method）主要用于地下连续墙、

土木工程施工第7章 化学加固法

土木工程施工第7章 化学加固法
矿山井巷工程、地下铁道等建设中，亦可采用倾斜和水平喷 射注浆。 有较好的耐久性 在一般的软弱地基加固中，能预期得到稳定的加固效果
并有较好的耐久性能可用于永久性工程。
料源广阔价格低廉 喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅。除了在要求 速凝超早强时使用化学材料以外，一般的地基工程的使用材 料广阔，一般使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。若处 于地下水流速快或含有腐蚀性元素、土含水量大或固结强度
l 2 r 2 b2 4
Rm r b 2
Bm 2r b
b 2
r
l 2
Rm
Bm
（7）容许灌浆压力的确定——现场试验和规范
（8）灌浆量 （9）灌浆顺序 跳孔间隔注浆 有地下动水流——水头高一端开始注浆
Q Vn
渗透系数相同土层——先上层封顶注浆，再由下而上灌
浆 渗透系数随深度增大——由下而上灌浆 先外围、后内部灌浆
可灌比
d15 N 15 D85
化学浆液（真溶液）
（1）硅酸钠为主剂的浆液 （2）丙稀酰胺浆液
（3）改性环氧树脂浆液
（4）聚氨酯浆液
浆液性质
（1）材料的分散度 （2）沉淀析水性
（3）凝结性
（4）热学性 （5）收缩性 （6）结石强度 （7）渗透性 （8）耐久性
灌浆原理
渗入灌浆（infiltration grouting） （1）渗入灌浆原理 ——假定灌浆过程中岩土体的缝隙结构不受扰动和破坏， 控制一定的灌浆压力作用，同时浆液颗粒要小于缝隙，浆液
灌浆施工 （1）钻孔 （2）灌浆方法 1）砂砾石层 花管灌浆法 套管护壁法 边钻边灌法 袖阀管法 2）裂隙岩石 （3）质量检验 渗透性能 强度和变形性能 处理范围检验
套管护壁法

化学加固法

化学加固法

单元4
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基础工程施工
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课题2 箱形基础施工简介 箱形基础是由底板、顶板、纵横墙板组成，如图4-20所示。箱形基础空间刚 度大，整体性好，对地基的不均匀沉降有显著的调整和减小作用。箱形基础 的地下空间可作为地下室使用。另外箱形基础可减小地基的附加应力，减小 地基的沉降，适用于上部荷载大的建筑。目前我国很多高层建筑都采用这种 基础。 2.1 基础施工前准备 （1）现场、资料准备 箱形基础的埋深比一般浅基础深，箱形基础的施工技术比一般浅基础复杂。 因此开工前应熟悉施工图，了解施工现场的水文地质资料，做好施工组织设 计。 （2）机具准备 一般指水平和竖直运输工具、搅拌设备、其他小型工具等，当施工场地需要 降水、打桩等工序时，还需准备专用的施工设备。 （3）材料准备 按工程进度要求分批、分段准备施工所用砖、瓦、灰、砂、石、钢筋、木材、 模板等材料，并做好材料质量验收，保证工程连续施工。
6.3.1搅拌法的特点和适用范围
• （1）搅拌法的特点 • 1）由于将固化剂和软土共同搅拌混合，最大限度地利用 了原位土； • 2）施工过程中无振动、无噪声、无污染；搅拌法施工对 土体不产生侧向土压力，因此施工中对周围建筑物的影响 很小； • 3）土体加固后重度变化很小，对软弱下卧层的附加沉降 影响不大； • 4）可有效地提高地基承载力；工期短、造价低廉、效益 显著。 • （2）适用范围及适用工程 • 搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、粉质黏土、含 水量较高且承载力标准值小于120kPa的黏性土地基，对 超软土的效果更为显著。 • 搅拌法适用于大面积原材料堆场、港口码头岸壁、高速公 路软土地基、工业与民用建筑地基加固等工程。
课题6 化学加固法
• 6.1概述 • 凡将化学溶液或胶结剂通过压力灌注或搅拌混合 等方式灌入土中，使土粒胶结以提高地基强度、 减小沉降量的方法统称为化学加固法。这类施工 方法可用于地基施工前或施工期间的地基处理， 也可在建筑物投入使用后作为补强措施。浆液 （常用的有水泥浆液、硅酸浆液、丙烯酸氨浆液、 纸浆浆液）注入地基的方法根据地基土的性质以 及浆液性质的不同，有高压喷射注浆液、搅拌法、 灌浆法等。

4 化学加固法

4 化学加固法

三、灌浆材料
1. 粒状浆液

粒状浆液主要是指以水泥，粘土，沥青，煤渣等材料 为主组成的混合浆液。
水泥浆 不稳定粒状浆液 水泥砂浆 粒状浆液 粘土浆 稳定粒状浆液水泥粘土浆
三、灌浆材料



目前，我国常用的纯水泥浆，水泥砂浆和水泥粘土浆 （通称水泥基浆）。而粘土，沥青，煤渣为浆液的尚少。 水泥基浆是以水泥为主的浆液，在地下水，无侵蚀性条 件下，一般都采用普遍硅酸盐水泥，这是一种悬浊液， 注入后能形成强度较高，渗透性较小的结合体，同时具 有取材方便，配方简单，价格便宜，不污染等优点，故 目前国内外所常用。苏州虎丘塔就是以此水泥浆液进行 塔基托换加固的。 但因浆液，对<0.2mm直径的孔隙地层就很难灌入。 （仅用于粗砂及以上的地层，孔隙裂隙较大的地层中）
一、概述
1. 灌浆的主要目的： 降低地基土的渗透性，减少渗流量，提高抗渗能力， 降低孔隙压力。在工程中具体表现为防止流沙，钢板 桩渗水，坝基漏水，隧道开挖时涌水等较差施工条件。 防止桥墩和边坡护岸的冲刷。 整沉坍塌方滑坡，处理路基老病害。 提高地基土石的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉 降。 进行托换技术：解决对原有建筑物的地基处理，或解 决原有建筑物基础下需要修建地下工程以及邻近需要 建造新工程而影响原有建筑物的安全，尤其是古建筑 的地基加固更为常用。
三、灌浆材料

目前，日本首创的超细MC-500，能灌入细砂层。颗粒 浆液对地基的可灌性，可用可灌比N表示：
N D15 15 G85
适用条件

D15：土的颗粒分析试验求得粒径级配曲线中15%的颗 粒直径； G85：浆液材料的粒径分析求得粒径级配曲线中85% 的颗粒直径。 水泥浆的水灰比：0.6～2.0。（常为1：1） 速凝剂有水玻璃和CaCl(氯化钙)。用量为水泥浆的 （1～2）%；缓凝剂有木质CaCO3和酒石酸，用量为 水泥重量的（0.2～0.5）%。

工程地质知识：湿陷性黄土地基处理-化学加固法.doc

工程地质知识：湿陷性黄土地基处理-化学加固法.doc
碱液对土的加固作用不同于其他的化学加固方法，它不是从溶液本身析出胶凝物质，而是碱液与土发生化学反应后，使土颗粒表面活化，白行胶结，从而增强土的力学强度及其水稳定性。但对下列情况不宜采用碱液加固：
①对于地下水位或饱和度大于物的黄土地基。
工程地质知识：湿陷性黄土地基处理－化学加固法
化学加固则多用于湿陷事故处理。利用某些化学溶液注入地基土中，通过化学反应生成胶凝物质或使土颗粒表面活化，在接触处胶结固化，以增强土颗粒间的连结，提高土体的力学强度的方法称为化学加固法。在我国湿陷性黄土地区地基处理应用很多，并取得实践经验的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其加固机理如下：
一、硅化加固法：通过打入带孔的金属灌注管，在一定的压力下，将硅酸钠（俗称水玻璃）溶液注入土中。或将硅酸钠及氯化钙两种溶液先后分别注入土中。
硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程，一方面基于浓度不大的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中，另一方面溶液与土的相互凝结，土起着凝结剂的作用。
二、碱液加固：利用氢氧化钠溶液加固湿陷性黄土地基在我国始于20世纪60年代，其加固原则为：氢氧化钠溶液注入黄土后，首先与土中可溶性和交换性碱土金属阳离子发生置换反映，反映结果使土颗粒表面生成碱土金属氢氧化物。

09化学加固法

09化学加固法

4、电动化学灌浆
微型电动高压化学灌浆机（台湾进口）
Hale Waihona Puke 三、设计计算1、设计内容 包括以下几方面 （1）灌浆标准：通过灌浆要求达到的效果和质量指 标； （2）施工范围：包括灌浆深度、长度和宽度； （3）灌浆材料：包括浆材种类和浆液配方； （4）浆液影响半径：指浆液在设计压力下所能达到 的有效扩散距离； （5）钻孔布置：根据浆液影响半径和灌浆体设计厚 度，确定合理的孔距、排距、孔数和排数； （6）灌浆压力：规定不同地区和不同深度的允许最 大漠浆压力； （7）灌浆效果评估：用各种方法和手段检测灌浆效 果。
粉煤灰水泥浆液
优点：
1、节约水泥 2、使浆液结石的抗溶能力和防渗帷幕的耐久性提高。
粘土水泥浆 加入粘土（膨润土）的优点： 由于粘土分散度高和亲水性好，因而沉淀析水性好，使 水泥浆液稳定性好。
但不宜作为加固材料。 超细水泥
日本首先开发利用干磨法 d50为4μm，比表面积 8000cm2/g的MC超细水泥， 可灌入渗透系数为10-3cm/s 中的细砂层。后我国水科院 研制出水平相近的SK型超细 水泥。超细水泥由于细度高 和比表面积大，配制成流动 性较好的浆液需水量大，保 水性强。
（3）浆液的析水性要小，稳定性要高，以防止在灌浆 过程中或灌浆结束后发生颗粒沉淀和分离，并导致浆液 的可泵性，可灌性和灌浆全的均匀性大大降低。 （4）对防渗灌浆而言，要求浆液结石具有较高的不透 水性和搞渗稳定性；若灌浆目的是加固地基，则结石应 具有较高的力学强度和较小的变形性。与永久性灌浆工 程相比，临时性工程的要求较低； （5）制备浆液所用原材料及凝固体都不应具有毒性， 或者毒性尽可能小，以免伤害皮肤、刺激神经和污染环 境。
1、浆液材料分类
注浆浆液材料： 浆液材料有主济（原材料）、溶剂、及各种外加 济混合而成。

化学加固法

化学加固法

化学加固法
化学加固法是指通过化学反应来加固土壤的一种方法。

这种方法既适用于软土地基，也适用于岩性地基和复杂地质环境下的地基处理。

化学加固法的原理是将固化剂注入土层中，使其与土壤发生反应，形成新的胶结体系。

胶结体系的形成可以增强土体的强度和稳定性，并提高土体的抗渗性和耐久性。

化学加固法的固化剂可以分为无机固化剂和有机固化剂两类。

无机固化剂包括硬化水玻璃、硫酸盐、氧化铁等。

有机固化剂包括环氧树脂、聚氨酯等。

不同的固化剂适用于不同的地质条件和工程要求。

化学加固法的施工过程包括孔洞钻探、注浆、固化剂充填、反应固化、后续处理等环节。

在施工中需要特别注意化学固化剂的配比和注入流量，以及注浆的时间和固化的温度等因素。

同时，需要对施工现场进行严格的管理和监测，确保施工质量和安全。

化学加固法具有施工方便、效果显著、可靠性高等优点。

但同时也存在着固化剂成本高、对环境的影响等问题。

因此，在应用化学加固法时需要综合考虑各种因素，选择合适的固化剂和施工方案，以达到最佳效果和经济效益。

化学加固法是一种有效的地基加固方法，具有广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和环保意识的提高，化学加固法也将不断升级和
完善，为地基工程的安全和可持续发展做出更大的贡献。

土壤加固膨胀剂的作用原理

土壤加固膨胀剂的作用原理

土壤加固膨胀剂的作用原理
土壤加固膨胀剂是一种用于改善土壤性质以增强其承载能力的材料。

它们的作用原理是通过引发化学反应或物理变化来改变土壤的结构和性质。

以下是两种常见的土壤加固膨胀剂及其作用原理：
1.水泥基土壤加固膨胀剂：水泥基土壤加固膨胀剂的作用是
通过与土壤中的水反应形成胶结物质，从而增加土壤的强
度和稳定性。

水泥与土壤中的水发生水化反应，生成水化
硅酸钙等化合物，填充土壤的孔隙空间，形成胶凝物质。

胶凝物质会与土壤颗粒和细粒子相互交联，增加土壤的凝
聚力和抗压强度，从而提高土壤的承载能力。

2.化学膨胀剂：化学膨胀剂通过与土壤中的水或化合物反应，
释放出气体或通过化学反应产生水合物，对土壤进行膨胀
和填充，从而改善土壤的稳定性和承载能力。

化学膨胀剂
中常见的成分包括钠硅酸盐、钠铝硅酸盐等。

这些成分在
与水反应时会产生气体、产生膨胀压力，使土壤发生膨胀，填充土壤孔隙，并增加土壤的密实性和稳定性。

总的来说，土壤加固膨胀剂通过与土壤中的成分或水反应，改变土壤的物理性质和结构，增加土壤颗粒的连接性和填充性，从而提高土壤的抗压强度和稳定性。

这样可以增强土壤的承载能力，适用于土壤地基加固、道路修建和土地开发等工程领域中。

土方工程施工中的土体加固与处理

土方工程施工中的土体加固与处理

土方工程施工中的土体加固与处理一、土方工程施工中的土体加固技术土方工程是指利用土石材料进行填筑、挖掘和移动等工程，是土木工程中常见的施工方式。

土方工程施工中，土体的加固与处理是一个重要的环节，它能够提高土体的稳定性和承载能力，确保工程的安全可靠。

在实际施工中，土体加固与处理的方法有很多种，本文将介绍其中几种常见的土体加固技术。

1. 土体加固的机械方法机械方法是土体加固与处理中常见的方法之一，它主要通过机械手段改变土体的性质和结构，提高其稳定性。

在土方工程施工中常用的机械方法包括振动加固、碾压加固和加筋加固等。

振动加固是利用震动设备对土体施加振动力，改变土体内部颗粒之间的结构，提高土体的密实度和稳定性。

此方法适用于土壤松软、孔隙度大且含水量高的情况。

碾压加固是利用较重的机械设备对土体进行压实，通过减少土体内部的孔隙和空隙，提高土体的密实度和稳定性。

这种方法适用于土壤层较厚的地区，能够大大增加土体的承载能力。

加筋加固是在土体中加入钢筋或其他增强材料，以提高土体的抗拉强度和承载能力。

该方法适用于土体较薄或需要承受大量拉力的情况，例如土方工程中的边坡防护。

2. 土体加固的化学方法化学方法是土体加固与处理中的一种常见方法，它通过添加化学药剂改变土体内部结构，提高土体的强度和稳定性。

在土方工程施工中常用的化学方法包括固化剂加固、土壤固化技术和渗透固化技术等。

固化剂加固是将固化剂混合到土体中，通过反应使土体固化硬化，提高土体的强度和稳定性。

固化剂主要有水泥、石灰和硫酸盐等，在不同的土体性质和工程要求下选择不同的固化剂。

土壤固化技术是利用化学药剂与土体中的微观颗粒发生化学反应，形成坚硬的团聚体，提高土体的强度和稳定性。

土壤固化技术具有操作简单、成本低廉的特点，适用于土体较松散、含水量较高的情况。

渗透固化技术是通过将化学药剂注入土体中，使其与土体中的颗粒发生反应，形成固结层，提高土体的强度和稳定性。

渗透固化技术适用于土体层较深且含水量较高的情况，可以有效提高土体的承载能力。

土与加固土--化学灌浆法

土与加固土--化学灌浆法

灌浆法在岩土工程治理中的应用
灌浆法按加固原理可分为:
1.渗透灌浆; 2.挤密灌浆; 3.割裂灌浆; 4.电动化学灌浆
浆液材料
• 灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材 料）、溶剂（水或者其他溶剂）及各种外 加剂混合而成。通常所提的灌浆材料是指 浆液中的主剂。外加剂课根据在浆液中所 起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、 缓凝剂和悬浮剂等。
灌浆法
概述
灌浆法是指利用液压、气压或者电化学原理，
通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填 充、渗透和挤密等方式，赶走土粒间或者岩石裂 隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一 定的时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结 成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性 能好和化学稳定性良好的“结石体”。
• 聚氨酯 是采用多异氰酸酯和聚醚树脂等作为
主要材料，再加入增塑剂、稀释剂、表面活性 剂、催化剂等配成浆液。灌入地层后，遇水而 成凝胶体，起加固地基和防渗堵漏作用。
• 加固机理:
聚氨醋灌浆材料被高压注射到混凝土内部, 遇水发生化学反应,开始出现膨胀,借助缓慢膨 胀力及持续外加压力,使灌浆材料渗透至微细 缝隙,在短时间内膨胀固化,从而达到完全止水 和加固的目的。
•
无机浆材Βιβλιοθήκη 硅酸盐化学浆材环氧树脂类 甲基丙烯酸酯类 聚氨酯类
有机浆材
丙烯酰胺类 木质素类 其他
化学浆液的特性
• 与粒状浆液相比，化学浆液的特点是能够灌入裂 隙较小的岩石、空隙小的土层及有地下水活动的 场合。 • 按功能分类： 防渗型化学浆液 补强型化学浆液 其它化学浆液
各种浆液的渗透性
• 化学灌浆材料种类较多，主要的有水玻璃类。丙 烯酰胺类、丙烯酸盐类，聚氨酯类，环氧树脂类， 甲基丙烯酸甲酸类。常用的有聚氨酯类、环氧类、 丙烯酸盐类、水玻璃类。由于价格低廉，在一些 临时性工程中也有应用的。

化学加固法1

化学加固法1

(1)．环氢树酯类
环氧树酯类浆材是工程中较早采用的高强度化学材料。经
过采用活性稀释剂和优选各种外加剂改良其性能后，浆液
的粘度虽然大大降低了，但其仍能保持高强特性，使之能 灌注和加固混凝土结构的细微裂隙、基岩的细裂隙和断层
破碎带等低渗透性地层，并解决了水下和低温固化问题。
改性环氧树酯材料为无毒或低毒。有些改性的环氧树酯浆 材增加了与粘土颗粒表面的亲和力，具有一定的吸渗能力， 可使薄层粘性土和泥化夹层固化。
的相互作用力，提高材料的韧性。
② 稀释剂。常用的为丙酮和二甲苯等，其中丙酮的稀释效果最 好，用以降低预聚体或浆液的粘度，提高浆液的可灌性。 ③ 表面活性剂。一般采用吐温和硅油等，用以提高泡沫的稳定 性和改善泡沫的结构。
④ 催化剂。常用三乙醇胺和三乙胺等，用以加速浆液与水的反
应速度，并控制发泡时间。
(3)．丙烯酰胺类
这类浆材国外叫AM－9，国内习惯称之为丙凝，由主剂丙烯 酰胺、引发剂过硫酸氮（简称AP）、促进剂β－二甲氨基丙 腈（简称DAP）和缓凝剂铁氰化钾（简称KFe）等组成。 丙凝浆液属于真溶液，其粘度与水相似，浆液的凝结时间可 以在瞬间至几个小时内精确地调整，且凝结过程中几乎不会 受到水和空气的干扰，凝结后几分钟即可达到极限强度。浆 液凝固后的耐久性和稳定性良好，且凝胶本身基本上不透水 （渗透系数约为1×10-9cm/s），可用于永久性灌浆工程， 在国内外较早得到广泛应用。但由于凝胶体抗压强度低，干 缩较大，而且曾因发生AM－9中毒事件，国外曾经一度禁止 使用。
1.渗透灌浆
渗透灌浆是指在压力作用下，使浆液充填于土的孔
隙和岩石裂隙中，将孔隙中存在的自由水和气体排
挤出去，而基本上不改变原状土的结构和体积，所

土的化学加固

土的化学加固

高分子材料加固法
12
高分子材料的种类
13
聚氨酯是采用多异氰酸酯和聚醚树脂等作为主要材 料，再加入增塑剂、稀释剂、表面活性剂、催化剂等配 成浆液。灌入地层后，遇水而成凝胶体，起加固地基和 防渗堵漏作用。
加固机理:
聚氨醋灌浆材料被高压注射到混 凝土内部,遇水发生化学反应,开始出 现膨胀,借助缓慢膨胀力及持续外加 压力,使灌浆材料渗透至微细缝隙,在 短时间内膨胀固化,从而达到完全止 水和加固的目的。
23
路土 工工 程合 的成 应材 用料
在 道
1、临时道路
24
利用土工织物的隔离、排水、 反滤,补强等多种功能,改变土基 的物理力学性质,以改善其通车 性能。多用针刺或热粘型无纺 土工织物
1、集料一土工织物一土基; 2、刚性板一土工织物一土基; 3、纵柔横刚的土工网一土工织物一土基。
16
固土 工 合 成 材 料 加
它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、 合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品， 置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加 强或保护土体的作用。
土工合成材料的分类
17
18
特土 性工
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ织 物 一 般
滤层作用
19
土工织物过滤功能与 传统的砂、石等粒料滤 层一样,既可使水流通过 又可防止土颗粒的流失, 以免造成管涌现象“在 水利、铁路、公路、建 筑等各项工程中,特别是 水利工程中用作堤坝基 础或边坡反滤层已极为 普遍。在砂石料紧缺的 地区,用土工织物做反滤 层,更显示出它的优越性。
反滤机理示意图
层”。
1—排水体；2—土工织物；3—“天然”反滤层；4—原土体
排水作用
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土工织物是一种透水材料,具有良好的法向和平面透水性,能排 除地表面水和地下水，土工织物本身形成排水通道,土体的水分 汇集在织物内,可沿着织物平面缓慢地排出土体。

化学注浆加固工艺流程

化学注浆加固工艺流程

化学注浆加固工艺流程Chemical grouting reinforcement is a process that involves injecting chemical materials into the soil or rock to improve their engineering properties. 化学注浆加固是一种将化学材料注入土壤或岩石中，以改善其工程性能的工艺流程。

This innovative method provides excellent opportunities for stabilizing structures, controlling water seepage, and preventing soil erosion. 这种创新方法提供了优秀的机会，可以稳定结构、控制渗水，并防止土壤侵蚀。

The process involves injecting a chemical grout into the ground, typically through a borehole, which then solidifies and reinforces the soil or rock. 这个工艺过程包括将化学灌浆注入地面，通常是通过一个钻孔，然后将地面固结，加固土壤或岩石。

Chemical grouting has been widely used in civil engineering and construction projects to improve the stability and strength of soils, as well as to control the flow of water through porous materials. 化学注浆在土木工程和建筑项目中被广泛应用，以提高土壤的稳定性和强度，以及控制水流通过多孔材料的流动性。

化学加固法

化学加固法
（6）与钢筋混凝土桩相比，节省了大量钢材，降低了造价 。
（7）根据上部结构需要，可灵活采用柱状 壁状、格栅状和 块状等加固形式。
4 应用的工程领域
❖ 建筑物或构筑物地基 ❖ 防止码头岸壁滑动 深基坑开挖坍塌、坑底隆起 ❖ 作为地下防渗墙或防水帷幕;对桩侧或板桩背后的软土软
土加固以增加侧向承载能力 ❖ 抗液化处理 ❖ 工程减震 ❖ 防止地基中的污染物扩散 ❖ 对污染土地基进行处理等
5硅酸盐浆材
硅酸盐属于溶剂型化学浆材，它具有可灌性好，价格 低廉，货源充足，无毒和凝结时间可控制等优点，故使用 十分广泛。
由硅酸盐加缓凝剂，常采用单液硅化注浆法施工。而 当硅酸盐中加入速凝剂时，常采用双液双管硅化法施工。
常用浆材
6 水泥水玻璃浆材
水泥水玻璃浆材的可灌性介于水泥和水玻璃之间;浆液 结石抗压强度可达10~20MPa具有材料来源丰富 价格低、 无污染、胶结时间可控制等优点 它常用防渗和加固工程。
纯水泥浆由水和水泥按一定比例混合;常用的水灰比 在0 5:1~5:1之间 水泥浆水灰比越高，流动性越好，可灌 性就越好，但析水率越大，稳定性就越差，结石强度就越 低。在加固工程中，常用的水灰重量比为06:1~2:1;对于 防渗水泥浆，当水灰比为06时，为接近稳定性浆液，可不 加入膨润土，但当水灰比大于06时，应加入水泥量1% ~2% 的膨润土。
化学加固法
结构工程
一 概述
化学加固法Chemical Stabilization：利用水泥 浆液 黏土浆液或其他化学浆液;通过灌注压入、 高压喷射或机械搅拌，使浆液与土颗粒胶结起来， 以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法
灌浆法
水泥土搅拌法
高压喷射注浆法
第一节 灌浆法

土体加固机制

土体加固机制

土体加固机制
土体加固机制是指通过采用一定的技术手段和工程措施，对土体进行加固处理，提高土体的力学性能和稳定性，从而达到保护地基、防止地质灾害等目的的过程。

土体加固的机制主要包括物理机制、化学机制和生物机制。

物理机制是指通过物理方法对土体进行加固，如加固土体的密实度、强度和稳定性等。

常用的物理加固方法包括土体加固墙、挤密、夯实、喷涂等。

化学机制是指通过化学反应来加固土体，如使用化学药剂对土体进行注浆、固化等处理。

化学药剂可以起到填充土体空隙、增加土体的黏聚力、硬化土体等作用，从而提高土体的抗剪强度和抗压强度。

生物机制是指利用植物根系、微生物等生物体对土壤进行加固的方法。

植物根系可以增加土体的黏聚力和抗剪强度，形成一种稳定的土体结构；微生物可以通过生长、代谢等方式改变土体的物理和化学性质，实现土体的加固。

以上三种机制常常结合使用，以达到更好的加固效果。

在实际工程中，根据具体情况选择合适的加固机制和方法，能够有效提高土体的力学性能和稳定性，达到保护地基、防止地质灾害等目的。

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碳酸化作用
• 水泥水化产物氢氧化钙吸收水中和空气中的二氧化碳,发生碳 酸化反应。生成不溶于水的碳酸钙,使水泥土强度得到一定程 度的增加。
粉喷桩法
粉喷桩法属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式， 也叫加固土桩。 加固原理：利用粉体与软土 拌和后通过固结反应形成稳 定的石灰土或水泥柱状土,可 提高地基承载力、减少沉降 量、防止渗漏、增加稳定性 等。 试用范围：处理淤泥、淤泥 质粘性土、粉土和含水量较 高(一般为30%~70%)且地基承 载力标准值不大于120 kPa的 粘性土等地基。
几种硅化法的试用范围
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水泥土搅拌法
利用深层搅拌机械将软土和水泥(或水泥浆液)强制搅 拌,并通过水泥(或水泥浆液)与软土之间发生的一系列物理化 学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的土 体。
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水泥土加固原理
水泥土经搅拌后发生一系列物理化学反应, 这是水泥土加固的根本原因,其主要反应包括三 个方面:
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程土 的工 应合 用成 材 料 在 道 路 工
1、临时道路
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利用土工织物的隔离、排水、 反滤,补强等多种功能,改变土基 的物理力学性质,以改善其通车 性能。多用针刺或热粘型无纺 土工织物
1、集料一土工织物一土基; 2、刚性板一土工织物一土基; 3、纵柔横刚的土工网一土工织物一土基。
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利用良好的抗拉强度和变形特性,避免其上部的填料在荷 载作用下与地基土相混淆。
加筋作用
土工织物埋在土体中充当抗拉元件以分布土体所承受 的应力,增加土体的模量,限制土体侧向位移,还增加土体和 其它材料之间的摩阻力,提高土体及有关建筑物的稳定性。
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防护作用
土工织物可以将比较集中的应力扩散开 予以减小,也可由一种物体传递到另一物体 使应力分解,防止土体受外力作用破坏,起到 对材料的防护作用。
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应 用 实 例
1、津京塘高速公路将土工织物铺设于路堤底部,和塑 料排水板结合进行软土地基处理,取得较好效果。
2、江苏高速公路及汾灌高速公路采用有纺土工织物加 40 cm的砂砾层(或碎石垫层)进行软弱地基加筋,在基坑 底部和碎石垫层顶部分别铺设土工网处理软基地段小 型构筑物基础.
3、洛三高速公路采用土工网包裹50 cm厚碎石垫层进 行软基处理的。
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放线定位
粉 喷 桩 施 工 工 艺 流 程
钻空对位
调平
钻进 送风 设计加固深度 喷粉 搅拌 提升 成桩 停止喷粉
设计桩顶
复搅
位移
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1) 11#、12#、13#三个断面预压160天时,固结度分别为76.3%、80%、 85.72%,工后剩余沉降量为18.9、10.7、10.7 cm,在相同桩间距情 况下,桩长者为好;在相同桩长情况下,桩密者为好; 2)粉喷桩尖以下尚存的软土层越薄,加固的效果越好;粉喷桩复合地 基能承受较大的加荷速率,且能有效地减少总沉降量,特别是桩身范 围内的沉降量。
施工方 便
滤层作用
土工织物过滤功能与 传统的砂、石等粒料滤 层一样,既可使水流通过 又可防止土颗粒的流失, 以免造成管涌现象“在 水利、铁路、公路、建 筑等各项工程中,特别是 水利工程中用作堤坝基 础或边坡反滤层已极为 普遍。在砂石料紧缺的 地区,用土工织物做反滤 层,更显示出它的优越性。
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1、改善裂 缝处的应 力集中 2、增强路 面整体刚 度, 3、减少车 辙延长沥 青面层的 疲劳寿命
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土工织物铺在半刚性基层与沥青路面之 间。
在旧水泥混凝土路面使用年久之后加铺沥青面 层时,先在水泥板块接缝处(包括纵缝和横缝)铺上 条状土工织物,再做沥青结构层。 在龟裂的薄沥青路面上浇洒粘层油,再将土工织 物满铺,然后铺筑沥青面层或橡胶沥青混凝土面 层。
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1
水泥的水解和水化反应
• 水泥水化物迅速溶于水, 当周围的水溶液达到饱和后,新生成 物不能再溶解,以胶体状态或结晶形式析出,并继续硬化，形 成水泥石骨架2源自粘土颗粒与水泥水化物的作用
• 离子交换和固粒化作用：土中含有的钠离子和钾离子与水化生成的钙 离子进行当量交换。 • 凝硬反应：粘土矿物的一部分二氧化硅和三氧化二铝与离子交换后剩 余的Ca+进行化学反应。
高分子材料加固法
高分子材料的种类
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丙烯酰 聚氨酯 类 胺类
铬木质 环氧树 素类 脂类等
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聚氨酯是采用多异氰酸酯和聚醚树脂等作为主要材 料，再加入增塑剂、稀释剂、表面活性剂、催化剂等配 成浆液。灌入地层后，遇水而成凝胶体，起加固地基和 防渗堵漏作用。
加固机理:
聚氨醋灌浆材料被高压注射到混 凝土内部,遇水发生化学反应,开始出 现膨胀,借助缓慢膨胀力及持续外加 压力,使灌浆材料渗透至微细缝隙,在 短时间内膨胀固化,从而达到完全止 水和加固的目的。
当水流从被保护土自右向左 流入堆石体时，部分细土粒将被 水流挟带进入堆石体。在被保护 土一侧的土工织物表面附近，较 粗土粒首先被截留，使透水性增 大。同时，这部分较粗粒层将阻 止其后面的细土粒继续被水流带 走，而且越往后细土粒被流失的 可能性越小，于是就在土工织物 的右侧形成一个从左往右颗粒逐 反滤机理示意图 渐变细的“天然反滤层”。 1—排水体；2—土工织物；3—“天然”反滤层；4—原土体
4、用于护坡
用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙和桥台或加 陡路堤边坡,增强稳定性,节省占地，也用于路堤边坡加强 层。
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5、用纤维土(土工材 料聚酯丝和无粘性土 混合)建造陡坡路基和 挡墙
6、用土工膜铺设于冻 融翻浆路段,保持温度 稳定减小路基冻害,治 理道路翻浆
7、用于处理膨胀土和湿 陷性路基 用不透水的土工 膜作封闭层,使路基土含水 量不发生大的变化
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聚氨酯浆液特点
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① 浆液粘度低，可灌性好，结石有较高强度，可与水泥灌 浆相结合，建立可靠防渗帷幕。 ② 浆液遇水反应后浆液粘度迅速增大，不会被稀释和冲走， 可用于动水条件下防水堵漏，封堵各种形式的地下、地面及管 道漏水，封堵牢固，止水见效快。 ③ 耐久性好，安全可靠，不污染环境； ④ 操作简便，经济效益好。
化学灌浆加固
化学灌浆加固是将有流动性和胶凝性的化学浆液， 按一定浓度，通过特设的灌浆孔，压送到岩土中去。 浆液进入岩土裂隙或孔隙中，经扩散、充填其空隙 后，硬化、胶结成整体，以起到加固、防渗、改善 地基物理力学性质等作用。
常用化学灌浆加固方法
硅化法
水泥土搅拌法 粉喷桩法 高分子材料
2
硅化法
将浓的硅酸钠溶液和浓的氯化钠溶液( 水玻璃) 注入地基中时，发生化学反应并形成固体，这种方式命 名为“硅化法” 硅化加固反应原理为:
3
灌注大量浆液后,软弱的土体遭受挤压且体积缩 小，自身强度提高 通过化学反应生成胶凝物质与土体生成一种结构 紧密、强度较高抗潜蚀能力较强的新土体一“人 造石”
4
硅化法分为压力硅化、电动硅化和加气硅化三类。其 中，压力硅化根据溶液不同又分为压力双液硅化、压力单液 硅化和压力混合液硅化三种。
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应 用 实 例
1、江苏高速公路、京福高速公路采用土工格栅进行路基路面 加筋。 2、上海外滩二期道路拓宽工程的中山东二路采用三层土工织 物分层包裹碎石、水泥粉煤灰及回填土形成人造硬壳层。
3、加固软土地基
1、用塑料排水板代替砂井以加速软土地基的固结,提高地基 承载力
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2、用土工织物、土工格栅、土工网结合碎石 或砂砾垫层铺设于软土地基和路堤之间,利用其 抗拉强度加筋软基路堤,保证路堤的稳定性。
排水作用
土工织物是一种透水材料,具有良好的法向和平面透水性,能排 除地表面水和地下水，土工织物本身形成排水通道,土体的水分 汇集在织物内,可沿着织物平面缓慢地排出土体。
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隔离作用
将土工织物放在两种不同的材料之间或同 一材料不同粒径之间以及土体表面与上部建筑 结构之间,使其隔离开来，当受外部荷载作用时, 虽然材料受力互相挤压,而由于土工织物在中间 隔开,不使互相混杂或流失,保持材料的整体结 构和功能。
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土 工 合 成 材 料 加 固
它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、 合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品， 置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加 强或保护土体的作用。
土工合成材料的分类
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土 工 织 物 一 般 特 性
渗滤 性好
重量轻
突出 优点
抗拉强 度高
整体连 续性好
耐腐 蚀性
约束填料的侧向移动,保证填料层的相对刚度
将上覆荷载扩散到较大面积的地基上,减少地基所需 承受的压力
临时道路完成使命后,由于合成材料的隔离作用其上的填 料可回收再用
2、面层与基层之间的柔性路面结构层
高等级公路要求强基薄面,将高模量的土工合成材料置于路面 结构层中,可增大路面结构层的抗拉强度,减薄路面结构层的厚度, 保持路面的结构完整性。
压力硅化：用机械压力把 浆液均匀地注入目的层, 浆液以充填、切割、劈裂、 渗透等方式,排挤土粒间 的水分、气体,占据其位 置,使原来松散、软弱的 土体、变为一种结构紧密、 强度较高抗潜蚀能力较强 的新土体一“人造石”, 它还具有一定的抬升地基 的作用,从而达到硅化加 固之目的。
加气硅化：先向地基土体中 注入CO2 气体, 使土体活化, 并将土颗粒中的水冲开, 然 后采用低压渗透法将稀释后 的水玻璃液体注入地基土， 与土体发生化学反应，生成 生成碱金属水合硅酸盐的二 氧化硅凝胶,再注入CO2 气体, 由于水玻璃强烈吸收CO2 而形 成真空作用, 促进溶液均匀 分布于土中, 渗透到土的微 孔内, 且形成硅酸凝胶体, 土体中的孔隙被浆液充填成 为加固体。